Contoh Soal Hukum Kirchoff 1 dan 2 beserta Rumus dan Pembahasannya untuk Bahan Belajar

Contoh Soal Hukum Kirchoff 1 dan 2 beserta Rumus dan Pembahasannya untuk Bahan Belajar – Saat belajar fisika, barangkali kamu sering mendengar istilah Hukum Kirchoff.

Hukum yang berkaitan erat dengan analisis rangkaian listrik ini penting untuk dipelajari karena sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari. ⚡

Agar kamu semakin paham apa itu Hukum Kirchoff, pada artikel berikut Mamikos akan memberikan penjelasan beserta contoh-contoh soalnya.

Contoh Soal Hukum Kirchoff 1 dan 2 Beserta Rumus dan Pembahasannya

Hukum-hukum pada ilmu fisika sangat beragam, salah satunya Hukum Kirchoff. Saat kamu mengamati rangkaian elektronik seperti laptop, charger, bahkan ponselmu sekali pun, ternyata prinsip rangkaiannya dibuat menggunakan Hukum Kirchoff. 🔌

Tidak hanya itu, aki pada motor atau mobilmu, desain listrik rumah agar saat lampu, televisi, kulkas, dan mesin cuci dinyalakan bersamaan tidak korslet juga menggunakan prinsip Hukum Kirchoff.

Melihat fakta-fakta di atas, belajar Hukum Kirchoff sangat penting agar kamu bisa tahu bagaimana cara kerja listrik pada suatu rangkaian.

Jika kamu tertarik kuliah di Jurusan Teknik Elektro, Jurusan Fisika, atau jurusan yang berkaitan dengan elektronika, paham dengan Hukum Kirchoff sifatnya wajib.

Lalu, bagaimana penerapan Hukum Kirchoff dalam perhitungan? Untuk menguji pemahamanmu, soal-soal Hukum Kirchoff 1 dan 2 ini bisa kamu kerjakan.

Rumus Penting Hukum Kirchoff

Pahami rumus penting pada Hukum Kirchoff sebagai bekal mengerjakan soal-soal latihan berikut ini. ✍️

Hukum Kirchoff 1

Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang akan sama dengan jumlah kuat arus listrik yang meninggalkan titik itu.

Σ Imasuk = Σ Ikeluar yang besarnya adalah I₁ = I₂ + I₃.

Analogi Hukum Kirchoff 1 bisa dibayangkan saat ada jalan yang dapat dilewati 6 motor. Saat ada 6 motor yang masuk, maka yang keluar juga 6 motor. Jadi, tidak bisa ada motor yang tiba-tiba hilang.

Hukum Kirchoff 2

Hukum Kirchoff 2 dikenal dengan hukum simpal (loop rule). Hukum Kirchoff 2 menjadi bukti adanya hukum konservasi energi. Bunyi Hukum Kirchoff 2:

Jumlah aljabar beda potensial (tegangan) pada suatu rangkaian tertutup adalah sama dengan nol.

Σ ε+Σ IR = 0

Analogi Hukum Kirchoff 2 bisa dibayangkan seperti saat kamu mengajak jalan-jalan anjing keliling taman, melewati tanjakan dan turunan, tapi saat kembali ke rumah (titik awal keberangkatanmu), hitungannya akan seimbang.

Contoh Soal-soal Hukum Kirchoff 1

Soal 1

Dalam suatu rangkaian sederhana terdapat tiga arus masuk ke sebuah titik cabang:
Arus I₁ = 3 A
Arus I₂ = 2 A I 2 ​ =2A
Arus I₃ keluar dari titik cabang
Berapakah besar arus I₃?
A. 1 A
B. 2 A
C. 3 A
D. 5 A

Jawaban: D. 5A
Pembahasan:
Berdasarkan Hukum Kirchoff 1: jumlah arus masuk = jumlah arus keluar
I₁ + I₂ = I₃
3 + 2 = I₃
5A = I₃

Soal 2

Pada suatu titik percabangan, arus yang keluar besarnya 6 A dan 4 A. Sedangkan arus yang masuk besarnya I. Berapakah nilai I ?

A. 2 A
B. 6 A
C. 8 A
D. 10 A

Jawaban: D. 10A
Pembahasan:
Berdasarkan Hukum Kirchoff 1, arus masuk = arus keluar.
Maka, I = 6 + 4 = 10 A

Soal 3

Dalam sebuah rangkaian bercabang, sebuah titik cabang menerima arus 15 A. Arus keluar terbagi ke tiga jalur: I₁, 1₂, I₃. Diketahui bahwa I₁ ​= 2×1₂ ​ , dan I₃ ​ =1₂ ​ +3.
Tentukan besar I1, I2, dan I₃ .

Jawaban: I₁ = 6A, 1₂= 3A, I₃ = 6A
Pembahasan:
Total arus yang keluar = I₁ + 1₂ + I₃ = 15
Substitusikan dari penjelasan yang diketahui: I₁ = 2 x 1₂, I₃ = 1₂ + 3
Maka didapatkan persamaan
2x 1₂ + I2 + (I2 + 3) = 15
41₂ + 3 = 15
41₂ = 12
1₂ = 3
I₁ = 6, I₃ = 6

Soal 4

Pada sebuah percabangan, diketahui bahwa besar arus yang masuk adalah 12 A. Sedangkan arus keluar terdiri dari 3 jalur yang masing-masing sama besar. Berapa besar arus yang keluar dari setiap jalur tersebut?

A. 2 A
B. 3 A
C. 4 A
D. 6 A

Jawaban: C.4 A
Pembahasan:
Diketahui bahwa total arus yang masuk adalah 12 A dan terdapat 3 jalur arus keluar.
12 A : 3 = 4 A

Soal 5

Sebuah titik percabangan menerima 20 A arus masuk. Arus keluar melalui 4 jalur: I₁, 1₂, I₃, I₄. Diketahui:
I1=I2,
I₃=2I1,
I4=I1+2.
Hitung besar masing-masing arus

Jawaban & Pembahasan:
Total arus yang keluar = 20 A.
I₁+1₂+I₃+I4=20.
I₁+I₁+2I₁+(I₁+2)=20.
5I₁+2=20.
5I₁=18.
I₁=3,6.
1₂=3,6 A, I₃=7,2 A, I₄=5,6 A

Contoh Soal-soal Hukum Kirchoff 2

Soal 1

Pada sebuah rangkaian tertutup, terdapat baterai 12 V dan dua resistor: R1=4 Ω dan R2=2 Ω. Hitung besar arus yang mengalir.
A. 1 A
B. 2 A
C. 3 A
D. 6 A

Jawaban: B. 2 A
Pembahasan: Hukum Kirchoff 2 : jumlah tegangan = 0.
V=I(R₁+R₂)
1₂=I(6)
I=2A

Soal 2

Sebuah loop memiliki sumber tegangan 18 V dengan tiga resistor seri R1=3Ω, R2=3Ω, dan R3=6Ω. Tentukan besar arusnya
A. 1 A
B. 1,5 A
C. 2 A
D. 3 A

Jawaban: B. 1,5 A
Pembahasan:
Total resistansi = 3+3+6=12Ω.
I=V/R
=18/12
=1,5A.

Soal 3

Sebuah rangkaian loop terdiri dari baterai 24 V, R1=4Ω, dan R2=8Ω. Berapa total arus yang mengalir pada rangkaian tersebut?
A. 1 A
B. 1,5 A
C. 2 A
D. 3 A

Jawaban: C. 2 A
Pembahasan:
Total resistansi = 4+8=12Ω
I=V/R
=24/12
=2A

Soal 4

Sebuah loop memiliki baterai 10 V dengan dua resistor seri: R1=2Ω, R2=3Ω. Berapakah arus pada loop tersebut?
A. 1 A
B. 2 A
C. 3 A
D. 5 A

Jawaban: B. 2 A
Pembahasan:
Total R = 5 Ω.
I=10/5
=2A.

Soal 5

Jika terdapat sumber tegangan 15 V yang dihubungkan dengan resistor seri 5 Ω dan 10 Ω, berapa beda potensial pada resistor 10 Ω?

A. 5 V
B. 10 V
C. 12 V
D. 15 V

Jawaban: B. 10 V
Pembahasan:
R total = 15 Ω maka, besar arus = 15/15 = 1 A.
Tegangan di R10
= I×R
=1×10
=10V

Soal 6

Sebuah loop dengan sumber 30 V memiliki R1=3Ω, R2=2Ω, dan R3=5Ω seri. Tentukan arus yang mengalir pada rangkaian.

A. 2 A
B. 3 A
C. 5 A
D. 10 A

Jawaban: B. 3 A
Pembahasan:
R total = 10 Ω.
I=30/10
=3A.

Soal 7

Dalam rangkaian dua loop, baterai 12 V dipasang pada loop pertama dengan resistor R1=2Ω. Loop kedua memiliki resistor R2=4Ω. Kedua loop terhubung dengan resistor R3=2Ω. Tentukan arus pada tiap cabang!

Jawaban: 2,4A
Pembahasan:
Misalkan arus loop 1 = I₁, loop 2 = I₂
Loop 1: 1₂ = 2I₁ − 2(I₁−I₂) = 0
1₂ − 4I₁ + 21₂ = 0
4I₁ − 21₂ =12
Loop 2:
−41₂−2(1₂−I₁)=0
−61₂ + 2I₁ = 0
2I₁ − 61₂ = 0
Dari persamaan 2: I₁=31₂
Substitusi ke persamaan 1: 4(31₂) − 21₂=12
→ 121₂−21₂ = 12
→ 101₂ = 12
→ 1₂=1,2
→ I₁=3,6
Arus yang mengalir pada R3= I₁−1₂ = 2,4A

Tips Mengerjakan Soal-soal Hukum Kirchoff

Sudah mencoba mengerjakan soal-soal Hukum Kirchoff di atas? Jika kamu masih membuat beberapa kesalahan, jangan bersedih.

Biasanya, jawaban yang salah bukan karena kamu tidak paham materi dan rumus, tetapi karena kurang cermat membaca angka, tanda plus minus, atau salah langkah mengerjakan.

Ada beberapa tips yang dapat diterapkan saat mengerjakan soal Hukum Kirchoff:

1. Pahami hukum yang dipakai untuk mengerjakan soal. Sebab, ada 2 Hukum Kirchoff. Gunakan Hukum Kirchoff 1 untuk fokus pada titik cabang dan Hukum Kirchoff 2 untuk fokus pada loop tertutup yang jumlah tegangannya nol.
2. Gambar arah arus secara sederhana agar kamu tidak hanya berasumsi. Dengan menggambar, kamu akan lebih mudah menyelesaikan soal.
3. Buat persamaan langkah demi langkah secara teliti
4. Jika menemukan ada soal yang cukup panjang, misalnya 2 buah loop dan banyak resistor, sebaiknya kamu menuliskan persamaannya dalam bentuk simbol I1, I2, dst kemudian lanjutkan menghitung.

Kesulitan-kesulitan saat Belajar Hukum Kirchoff

Materi Hukum Kirchoff seringkali dianggap sulit, baik teori maupun contoh-contoh soalnya karena alasan-alasan berikut:

1. Sulit menggambar rangkaian listrik, apalagi jika jumlah kabelnya banyak
2. Tanda plus (+) atau minus (-) yang biasanya keliru ditulis, sehingga arus atau tegangan jadi berubah. Akibatnya, hasil perhitungan menjadi terbalik.
3. Bagi kamu yang kurang menguasai perhitungan matematika, belajar Hukum Kirchoff menjadi tantangan berat, apalagi saat membuat persamaan simultan yang membutuhkan konsep aljabar.
4. Membutuhkan imajinasi, tidak hanya sekadar hafal teori dan rumus saja. Terkadang, bagian yang sulit adalah membayangkan aliran listrik karena tidak terlihat.

Penutup

Demikian informasi terkait contoh soal hukum Kirchoff 1 dan 2 beserta rumus dan pembahasannya untuk bahan belajar. Segera atasi kesulitanmu dengan mempelajari teori dan banyak latihan soal Hukum Kirchoff.

Kini, kamu tidak kesulitan dan kebingungan lagi saat dihadapkan dengan soal-soal tentang kelistrikan, terutama Hukum Kirchoff. 💡

Dapatkan informasi materi fisika lainnya di Mamikos seperti contoh pemanfaatan rangkaian listrik seri dan paralel, soal-soal tentang Hukum Newton, dan masih banyak lagi . Semoga bermanfaat.

---

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta